離子色譜法同時測定石膏及石膏制品中的氟和氯

徐丹華 梅一飛 劉實華(中國建材檢驗認證集團股份有限公司，北京100024)

央視3.15曝光的“海砂門”事件震驚了整個建材行業。海砂中超標的氯離子會嚴重腐蝕建筑中的鋼筋，當鋼筋銹蝕積累到一定程度時，由于鋼筋體積膨脹致使混凝土構件脹裂或鋼筋因嚴重銹蝕而斷裂，從而使建設工程的安全遭受威脅。因而建材產品中陰離子的測定引起了越來越多的重視。石膏及石膏制品作為一種綠色新型建材被廣泛使用。其中陰離子的測定也應在安全體系之內。選取一種快速準確的方法測定其中的陰離子是很有必要的。傳統的氟氯的測定方法，實驗周期長，檢出限較高，有時難以達到使用者的要求。比如氟的測定方法有電位滴定法和鉻青R-鋯鹽比色法，前者攪拌速度對實驗結果影響較大，而后者抗干擾能力弱，靈敏度和選擇性也不高。離子色譜法作為一種陰離子測定的有效工具，具有測定時間短，試驗結果準確，可同時測定多種陰離子的特點得到了廣泛的應用。本文介紹了離子色譜法測定石膏及石膏制品中的氟氯的含量。

1 實驗部分

1.1 儀器

DionexICS-1000型離子色譜儀，配有RFC-30淋洗液自動發生器；KOH 淋洗液系統；Chromeleon6.7 中文版色譜工作站；超純水。

色譜測定條件：色譜柱采用As18型分離 柱(250mm×4mm)和AG18型 保 護 柱(50mm×4mm)，流動相采用20/30mM KOH溶液，流動相流速為0.8/1.0mL/min，進樣量25μl，電導檢測器，柱溫30℃。

1.2 試劑

KOH淋洗液(戴安公司RFC-30試劑控制器，KOH淋洗液儲罐)；水(美國MILLIPORE公司Milli-Q超純水制備系統，電阻率18.2MΩ/cm)；氟、氯標準貯備液(國家標準物質研究中心)，按照氟氯儲備液濃度配制成混標儲備液。

1.3 實驗步驟

1.3.1 樣品處理

充分研磨樣品，過200目篩，使樣品粒度小于80微米。準確稱取1g石膏樣品，精確至0.1mg，置于100mL燒杯中，加約30mL水，攪拌使試樣完全分散，在攪拌下加入1mL硝酸(1+1)，用平頭玻璃棒壓碎塊狀物，加熱煮沸并保持微沸約5min，冷卻至室溫后將溶液轉移至100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度。

1.3.2 標準曲線

配制氟和氯混合標準溶液系列，以峰面積A(μS·min)為縱坐標，以C(mg/L)濃度為橫坐標得到標準工作曲線。線性回歸方程、相關系數、檢出限(S/N=3)和線性范圍見表1。

1.3.3 溶液中干擾的去除

石膏試樣用硝酸溶解后，溶液中會有大量的的鈣離子(Ca2+)溶解出來，與淋洗液反應生成難溶的氫氧化物沉淀堵塞管路，降低柱效，因此在進樣之前要除去樣品中的鈣離子，本實驗中采用H柱除去鈣離子。使用時需先用去離子水活化。H柱可反復使用，每次使用前需重新活化。飽和后需及時更換H柱。

表1 氟和氯的回歸方程、線性范圍和檢出限

1.3.4 樣品分析

將經過H柱除去陽離子后的溶液經0.22微米的尼龍濾膜過濾后注入離子色譜儀得到色譜圖(見圖1)，根據所得色譜峰的峰面積進行定量。

圖1 樣品分析色譜圖

由于石膏樣品中含有大量的SO42-，因此色譜圖中的SO42-峰非常大。選擇合適的色譜條件實現Cl-與SO42的有效分離避免過高的SO42對Cl-干擾。經驗證流動相采用20/30mM KOH溶液，流動相流速為0.8/1.0mL/min，進樣量25μl，氟氯可以有效避免SO42的干擾。

2 結果與討論

2.1 準確度和精密度試驗

選擇5mg/L氟氯混合標準溶液，連續平行測定六次，進行方法的準確度和精密度試驗，用相對標準偏差(RSD) 表示方法的精密度，結果見表2。

表2 兩種陰離子的保留時間和標液濃度的相對標準偏差

由 表2可 以看出，保留時間的RSD＜0.1%，說明離子色譜法測定氟和氯的穩定性較好，濃度的相對標準偏差不超過2%，證明離子色譜有較好的準確度和精密度。

2.2 回收率試驗

選擇在石膏樣品中分別加入不同量的基準試劑NaF和NaCl，進行回收率試驗，由加入前后樣品的平均濃度計算回收率，結果見表3。

表3 兩種陰離子的加標回收率

2.4 石膏標準樣品測定試驗準確性

選擇編號為GB03109a和GB03110的兩個石膏標準樣品進行試驗，驗證離子色譜法測定結果的準確性。試驗結果見表4。

表4 石膏樣品中氯含量測定結果

由表4可以看出，標準偏差0.001，由此可以看出離子色譜法測定樣品中的氟氯準確度非常高。

3 結 語

離子色譜法測定石膏樣品中的氟氯，一次進樣可準確定量。相較傳統方法，具有測定時間短，靈敏度高，檢出限低，試驗結果準確等優點，是陰離子測定的有效工具。

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